基于多频电气量幅-相联合的低压串联电弧故障识别方法

巩泉役; 彭克; 冯亮; 王玮; 赵学深

doi:10.7500/AEPS20250312002

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基于多频电气量幅-相联合的低压串联电弧故障识别方法

研制与开发 | 更新时间：2026-02-28

- 基于多频电气量幅-相联合的低压串联电弧故障识别方法
- Low-voltage Series Arc Fault Identification Method Based on Amplitude-Phase Combination for Multi-frequency Electrical Quantity
- 电力系统自动化 2025年49卷第24期页码：150-159
- 作者机构：
  
  山东理工大学电气与电子工程学院，山东省淄博市 255000
- 作者简介：
  
  巩泉役(1996—)，男，博士研究生，主要研究方向：低压配电网故障定位与识别等。E-mail：gqy17853333937@163.com
  彭克(1983—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：交直流配电系统与综合能源系统。E-mail：pengke@sdut.edu.cn
  冯亮(1984—)，男，博士，副教授，主要研究方向：配电网规划与优化运行。E-mail：FengLiang@sdut.edu.cn
- 基金信息：
  
  山东省自然科学基金资助项目(ZR2023ME034);国家自然科学基金资助项目(52407121)
- DOI：10.7500/AEPS20250312002
  中图分类号：
- 收稿：2025-03-12，
  
  修回：2025-05-22，
  
  网络首发：2025-07-22，
  
  纸质出版：2025-12-25
- 稿件说明：
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巩泉役,彭克,冯亮等.基于多频电气量幅-相联合的低压串联电弧故障识别方法[J].电力系统自动化,2025,49(24):150-159.

GONG Quanyi,PENG Ke,FENG Liang,et al.Low-voltage Series Arc Fault Identification Method Based on Amplitude-Phase Combination for Multi-frequency Electrical Quantity[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(24):150-159.
巩泉役,彭克,冯亮等.基于多频电气量幅-相联合的低压串联电弧故障识别方法[J].电力系统自动化,2025,49(24):150-159. DOI： 10.7500/AEPS20250312002.

GONG Quanyi,PENG Ke,FENG Liang,et al.Low-voltage Series Arc Fault Identification Method Based on Amplitude-Phase Combination for Multi-frequency Electrical Quantity[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(24):150-159. DOI： 10.7500/AEPS20250312002.

摘要

目前，低压交流串联电弧故障检测方案多针对电表后的用户侧线路。然而，变压器至电表前的电网侧线路一旦发生故障，将对整个台区的供电产生影响。基于上述问题，提出一种利用多频电气量幅-相联合特征的低压台区级交流串联电弧故障识别方法。针对用户侧故障，提出基于电流高频特性的故障检测方法，该方法以辨识电弧电压源高频成分为检测依据；针对电网侧故障，提出基于异步-同相差分电压低频特性的故障检测方法，该方法以辨识电弧电压源低频成分为检测依据。上述两种方法分别从电压和电流角度出发构建故障检测判据，深度挖掘电弧电压幅值与相位间的映射关系，解决了不同应用场景下交流串联电弧故障检测的特征选择和判定阈值设定难题，实现了整个低压台区的全域线路保护。

Abstract

At present

low-voltage AC series arc fault detection schemes are mostly focused on the user-side circuits behind the electricity meter. However

if a fault occurs on the grid-side circuit between the transformer and the meter

it will affect the power supply of the entire station area. To address this issue

a low-voltage station-area-level AC series arc fault identification method is proposed

utilizing the amplitude-phase combination features for multi-frequency electrical quantity. For user-side faults

a fault detection method based on high-frequency current characteristics is proposed

which identifies high-frequency components of the arc voltage source as the detection criterion. For grid-side faults

a fault detection method based on low-frequency characteristics of asynchronous-synchronous differential voltage is proposed

which identifies low-frequency components of the arc voltage source as the detection criterion. These two methods construct fault detection criteria from the perspectives of voltage and current

respectively

and deeply explore the mapping relationship between the amplitude and phase of the arc voltage. Meanwhile

they solve the challenges of feature selection and threshold determination in AC series arc fault detection in various application scenarios

achieving full-area line protection across the entire low-voltage station areas.

关键词

Keywords

references

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